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Receptores

Aparelhos receptores reais

MOTORES ELÉTRICOS, RÁDIOS E OUTROS APARELHOS RECEPTORES

TAMBÉM TÊM RESISTÊNCIA INTERNA QUE DISSIPA ENERGIA?

Se a função de uma fonte é transformar uma forma qualquer de energia em energia elétrica, a função do aparelho receptor é exatamente a inversa: transforma a energia elétrica em outras formas de energia. Só que uma das formas de energia sempre presente durante seu funcionamento é a energia térmica, mesmo que sua principal função não seja a de aquecer. A tensão nos terminais de um receptor é calculada pela expressão U = e' + r'. i, sendo U a tensão fornecida pela fonte; e', a tensão utilizada para transformar energia elétrica em outra forma de energia que não seja térmica; r', a resistência interna do receptor; e i, a corrente elétrica estabelecida no circuito.

e' é denominada força contra-eletromotriz (fcem), apesar de esta grandeza não ser uma força.

A simbologia utilizada para o receptor é parecida com a da fonte, porém o sentido da corrente elétrica é invertido em relação a ela (figura 1-49).

Esquema do receptor                                                                       Esquema do gerador

Escola Estadual Francisco Walcy lima Diretora: Professor: José Silvano dos Santos Aluno (a)-------------------------------------------------------------------------Nº------- Aluno (a)------------------------------------------------------------------------Nº---------- Data: ----/----/----/      turma:- ------ turno:- ----- Avaliação     1)      Uma espira circular, contida no plano desta folha, é percorrida por uma corrente elétrica continua, como indica a figura. O vetor indução magnética B , no centro O da espira, é representado por.                                                    I                                 a)                      b)                 c)               d)             e) 2)      Um imã e colocado próximo de uma espira percorrida por corrente elétrica, conforme a figura. Verifique se entre esses elementos há atração ou repulsão.                                                                             I       3)      Um solenóide é percorrido por uma corrente elétrica constante. Em relação ao campo magnético no seu interior, pode-se afirmar que depende: a)      Só do comprimento do solenóide b)      Do comprimento e do diâmetro interno. c)       Do diâmetro interno e do valor da corrente. d)      Do numero de espiras por unidade de comprimento e do valor da corrente. 4)      Esquematize as linhas de indução magnética de um imã:

 

Figura 1-49: Observe que o sentido da corrente no receptor é o inverso do sentido da fonte.

Num circuito contendo fonte, receptor e resistor, a tensão fornecida deve alimentar o resistor e o receptor. Veja um circuito deste tipo na figura 1-50:

“Figura 1-50: Como ê, é maior que ê” ê, é uma fonte e ê, é um receptor.

Vamos conhecer a expressão que permite o cálculo da corrente elétrica que faz funcionar tais aparelhos. A tensão fornecida pela fonte é:

 U = e-r.i  (I)

Como o resistor e o receptor estão ligados em série, temos:

 U = R . i + e₂ + r ₂ • i  (lI)

Para determinar a corrente elétrica neste tipo de circuito, igualamos (I) com (II):

e₁-r₁. i=R. i + e₂ + r₂. i

e₁-e₂=R.i +r₂.i+r_1. i

I=

Esta expressão indica que o valor da corrente, quando um resistor e um receptor estão ligados em série, é calculado através do quociente da diferença entre a fem e a fcem pela sorna das resistências elétricas internas do gerador, do receptor e do resistor.

                                                               

Questoes

1) Por que uma rosa é vermelha, a grama é verde e um carro é preto?


2) Têm-se três cartões, um branco, um vermelho e um azul. como se apresentam esses artões num ambiente iluminado pela luz vermelha?

3)  Antigamente, quando se acreditava que a Terra estivesse em repouso no centro do Universo, os navegadores orientavam-se pela observação do movimento aparente das estrelas no firmamento. Hoje, embora com técnicas e instrumentos modernos, os navegantes continuam se orientando pelas estrelas e admitindo que a Terra esteja em repouso no centro do Universo. Como você justifica esse procedimento? Não é um erro supor que a Terra esteja em repouso no centro do Universo?

4)  A primeira lei de Kepler afirma que “os planetas giram em torno do Sol em órbitas elípticas e o Sol ocupa um dos focos da elipse”, um estudante concluiu que o verão ocorre quando a Terra está mais próxima do Sol (periélio), e o inverno, quando ela está mais afastada (afélio). Você concorda com a conclusão do estudante? Justifique sua resposta lembrando-se dos estudos de geografia.

5) Explique como Newton concluiu que deveria existir uma força atuando sobre os planetas. Qual é a natureza dessa força e quem é o agente responsável?

6)  Se a lei da Gravitação Universal vale para todos os corpos do Universo, por que não se observa a atração entre os corpos de nossa vida diária? Por que um lápis não atrai uma borracha, por exemplo?

7) A força de atração do Sol sobre a Terra vale, aproximadamente, 4 . 10 ²² N. Qual seria a intensidade dessa força se:

a) a massa da Terra fosse duas vezes menor?

b) a massa do Sol fosse três vezes maior?

c) a distância entre o Sol e a Terra fosse duas vezes maior?

8) (Santa Casa—SP) A terceira lei de Kepler afirma que “os quadrados dos tempos de revolução dos planetas são proporcionais aos cubos de suas distâncias médias ao Sol”. De acordo com essa lei, é correto dizer que:

a) planetas mais afastados do Sol são mais velozes.

b) dependendo de suas massas, planetas diferentemente afastados podem ter a mesma velocidade.

c) o “ano” de Mercúrio é menor que o da Terra.

d) as velocidades dos planetas são inversamente proporcionais aos quadrados das distâncias ao Sol.

e) todos os planetas do sistema solar têm a mesma velocidade angular

9)  (PUC—MG) Dois corpos celestes de massas m1 e m2 estão

separados por uma distância d. O módulo da força de atração gravitacional entre eles é F. Reduzindo-se a distância para d/3, a nova força gravitacional é:

a) F/3

b) 9F/4

c) 4F

d) 9F

e) 3F

10) (UEL—PR) Se existisse um planeta cuja massa fosse o dobro da massa da Terra e cujo raio fosse o dobro do terrestre, a aceleração da gravidade na superfície do planeta seria aproximadamente, em m/s2, igual a:

a) 20

b) 10

c) 7,5

d) 5

e) 2,5

11)  (Fuvest—SP) Considere um satélite artificial em órbita circular. Duplicando a massa do satélite sem alterar o seu período de revolução, o raio da órbita será:

a) duplicado.        d) reduzido à quarta parte.

b) quadruplicado.      e) o mesmo.

c) reduzido à metade.

12) Duas partículas de massas respectivamente iguais a M e m estão no vácuo, separadas por uma distância d. A respeito das forças de interação gravitacional entre as partículas, pode-se afirmar que:

a) têm intensidades inversamente proporcionais a d.

b) têm intensidades diretamente proporcionais ao produto

Mm.

c) não constituem entre si um par ação e reação.

d) podem ser atrativas ou repulsivas.

e) teriam intensidade maior se o meio fosse o

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lei da gravitaçao universal

A lei da gravitação universal, proposta por Newton, foi um dos maiores trabalhos desenvolvidos sobre a interação entre massas, pois é capaz de explicar desde o mais simples fenômeno, como a queda de um corpo próximo à superfície da Terra, até, o mais complexo, como as forças trocadas entre corpos celestes, traduzindo com fidelidade suas órbitas e os diferentes movimentos.

Segundo a lenda, Newton, ao observar a queda de uma maça, concebeu a idéia que ela seria causada pela atração exercida pela terra. A natureza desta força atrativa é a mesma que deve existir entre a Terra e a Lua ou entre o Sol e os planetas; portanto, a atração entre as massas é, com certeza, um fenômeno universal.

LEI DA GRAVITAÇÃO UNIVERSAL

Sejam duas massas m1 e m2, em que d é a distância entre seus centros.

Segundo Newton, a força F de atração entre as massas tem sua intensidade dada por:

F = G. m1.m2         d²

Onde G é denominado constante da gravitação universal, sendo seu valor expresso, no Sistema Internacional, por:

G=6,67.10^-11 N.m².Kg^-2

Podemos, ainda, enunciar a lei da gravitação universal do seguinte modo: Dois corpos se atraem gravitacionalmente com força cuja intensidade é diretamente proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre seus centros de massa.

OBSERVAÇÕES:

1ª) A força gravitacional é sempre de atração

2ª) A força gravitacional não depende do meio onde os corpos se encontram imersos.

3ª) A constante da gravitação universal G teve seu valor comprovado experimentalmente por Henry Cavendish por meio de um instrumento denominado balança de torção.

Cavendish equilibrou duas esferas de massa m1 e m2 fixadas nas extremidades de uma barra horizontal a qual foi suspensa por um fio. Ao aproximar das esferas dois outros corpos de massa M1 e M2, também conhecidas, a barra horizontal girou devido à interação entre as massas, torcendo o fio de sustentação. Com os dados obtidos, Cavendish confirmou o valor da constante da gravitação universal.

   CAMPO GRAVITACIONAL

A Terra, assim como todos os corpos celestes, exerce uma força de atração gravitacional sobre os corpos localizados em sua proximidade. Desprezando os efeitos rotacionais do nosso planeta, podemos assimilar o campo gravitacional do seguinte modo:

A intensidade do campo gravitacional pode ser medida pela aceleração gravitacional adquirida por um corpo de prova no interior do campo. Sua medida é feita utilizando-se da Lei de Newton, em que a força gravitacional exercida pelo planeta é o próprio peso do corpo na posição em que se encontra dentro do campo gravitacional.

Seja um corpo de massa m, dentro do campo gravitacional da Terra, cuja massa chamaremos M1 e seu raio, R.

Como o peso do corpo de massa m é a força gravitacional com que ele é atraído pela Terra, podemos escrever a formula:

g = G      M               (R + h)²

A expressão obtida permite a determinação da intensidade do campo gravitacional adquirida pelo corpo numa certa posição, afastado da superfície da Terra.

Em se tratando da determinação do campo gravitacional da superfície da Terra, basta fazemos h = 0. A expressão obtida fica:

g₀ = G .   M               R²

   CAMPO GRAVITACIONAL EM FUNÇÃO DA ALTURA

Na superfície da Terra, o campo gravitacional é:

g0 = G   M              R²

A certa altura, como vimos, o campo será:

g = G    M           (R + h)²

Sendo assim, ao dividirmos as duas equações acima, temos:

g = g0 .   R²              (R + h)²

LEIS DE KEPLER

Lei das órbitas ( primeira lei de Kepler )

Todos os planetas do Sistema Solar, incluindo a Terra, giram em torno do Sol em órbitas elípticas, sendo que o Sol ocupa um dos focos da elipse.

O periélio corresponde ao ponto em que um planeta do Sistema Solar fica mais próximo do Sol. O afélio corresponde ao ponto de maior afastamento do planeta em relação ao Sol. O periélio da Terra ocorre no final de dezembro, quando a distância entre ela e o sol chega a 147 milhões de quilômetros. No afélio, que se dá no final do mês de junho, a distância entre o nosso planeta e o Sol chega a 152 milhões de quilômetros. As órbitas dos planetas geralmente são elípticas; eventualmente podem ser circulares, caso em que as estrelas ocupa o centro da circunferência.

Lei das áreas (segunda lei de Kepler)

Um planeta em órbita em torno do Sol não se move com velocidade constante, mas de tal maneira que uma linha traçada do planeta ao Sol varre áreas iguais em intervalos de tempo iguais.

Lei dos Períodos ( terceira lei de Kepler )

"Os quadrados dos períodos de translação dos planetas em torno do Sol são proporcionais aos cubos dos raios médios de suas órbitas."

OBSERVAÇÃO:

A segunda lei prova que a velocidade de translação do planeta nas proximidades do Sol (periélio) é maior do que em pontos mais afastados (afélio).

As três leis de Kepler são válidas para quaisquer sistemas em que corpos gravitam em torno de um corpo central. Exemplos: planetas em torno de uma estrela, Lua em torno da Terra, satélites artificiais em torno da Terra.

LEI DA GRAVITAÇÃO UNIVERSAL ( quarta lei de Newton )

Esta lei explica que os planetas são mantidos em órbita em torno do Sol devido a uma força de atração entre eles e essa estrela.

"Matéria atrai matéria na razão direta do produto de suas massas e na razão inversa do quadrado da distância entre elas."

F ........ força de atração entre dois corpos de massa M e m.

G ....... constante de gravitação universal = 6,67 x 10-11 N . m2 / kg2

d ....... distância entre os corpos.

CAMPO GRAVITACIONAL

Quando dois corpos de massas M e m se atraem, dizemos que cada um deles se encontra num campo de força gerado pelo outro corpo, denominado campo gravitacional g.

A intensidade do campo gravitacional gerado pelo corpo M será calculado através de:

d ...... distância que vai de um ponto considerado até o centro do corpo de massa M.

 

CORPOS EM ÓRBITAS CIRCULARES

Para que um satélite de massa m fique em órbita circular de raio d ao redor de um planeta de massa M é necessário que o satélite seja levado a uma região que prevaleça apenas o vácuo, possibilitando que atue unicamente a força peso do satélite nessa região (resultado da interação com o planeta). Sendo assim a força peso é a força resultante no satélite, o qual, por ser sempre perpendicular à velocidade, age como resultante centrípeta.

ANEXO:

Massa, raio, e campo gravitacional na superfície do Sol, dos planetas do Sistema Solar e da Lua
Astro	Massa ( kg )	Raio ( m )	g ( m/s2 )
Sol	2,0 x 1030	7,0 x 108	274
Mercúrio	3,3 x 1023	2,6 x 106	3,92
Vênus	4,8 x 1024	6,3 x 106	8,82
Terra	6,0 x 1024	6,4 x 106	9,80
Marte	6,4 x 1023	3,4 x 106	3,92
Júpiter	1,9 x 1027	7,2 x 107	26,5
Saturno	5,6 x 1026	6,0 x 107	11,8
Urano	8,6 x 1025	2,7 x 107	9,80
Netuno	1,0 x 1026	2,5 x 107	9,80
Plutão	6,0 x 1023	3,0 x 106	4,41
Lua	7,3 x 1022	1,7 x 106	1,67

FONTE: Handbook of Chemistry and Physics, da Chemical R. Publishing.